基于化感作用的长柄扁桃混交树种筛选研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iamssisy
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长柄扁桃是榆林地区重要的生态经济型灌木树种,在当地煤矿塌陷区的生态修复过程中发挥重要作用。然而,长柄扁桃纯林存在生长缓慢、易受沙埋、自然更新困难和单位面积生产力低等问题。与纯林相比,种间合理搭配的混交林具有维护林分稳定性、增加土壤微生物群落多样性、促进林分生长和提高单位面积生产力等方面的功能。化感作用对种间配置至关重要,植物的种子萌发和幼苗生长与化感作用密切相关。因此,本文以长柄扁桃为研究对象,从化感角度出发,采用植物生理学、土壤学和林学等多学科的技术方法,通过开展室内发芽、盆栽和田间栽培试验,研究了不同环境条件下,当地适生灌木树种(紫穗槐、踏郎、爬地柏、沙棘、蛋白桑、柠条、黑沙蒿和沙柳)和乔木树种(樟子松、杂交构树、小叶杨和油松)叶浸提液对长柄扁桃的种子萌发、幼苗生长、生理的化感作用,以及不同混交模式对长柄扁桃田间幼林生长和土壤理化性质的影响。旨在筛选出适宜与长柄扁桃互利共生的混交灌木和乔木树种,为榆林煤矿塌陷区长柄扁桃的混交造林提供理论依据。主要研究结果如下:(1)中低以下浓度(0.025-0.05 g·m L-1)的紫穗槐叶浸提液处理对长柄扁桃种子萌发和幼苗生长具有不同程度的促进作用,中高以上浓度时(0.15-0.20 g·m L-1)则为抑制效应,中等浓度(0.10 g·m L-1)时因长柄扁桃种源不同而异。紫穗槐叶浸提液为中低浓度时,对长柄扁桃种子萌发和幼苗生长、生理的化感综合得分,按照榆阳1号(YY1)、神木6号(SM6)、神木8号(SM8)、神木7号(SM7)、榆阳6号(YY6)、榆阳3号(YY3)、榆阳5号(YY5)和榆阳4号(YY4)顺序依次降低,聚类分析表明化感促进作用最强的种源为YY1和SM6。长柄扁桃YY1和SM6作为煤矿塌陷区生态修复的优选种源。(2)中低以下浓度的踏郎、爬地柏、紫穗槐、沙柳和柠条叶浸提液处理对长柄扁桃YY1和SM6的种子萌发和幼苗生长有不同程度的促进作用,中高以上浓度时,则对长柄扁桃种子萌发和幼苗生长抑制效应显著增强。8种灌木叶浸提液处理对YY1和SM6的种子萌发和幼苗生长、生理的化感作用综合评价和聚类分析表明,紫穗槐、沙柳、爬地柏、踏郎和柠条叶浸提液处理对YY1和SM6的综合得分高于其他3种灌木,4种乔木叶浸提液对长柄扁桃YY1和SM6的种子萌发和幼苗生长、生理的化感综合得分表现为樟子松>杂交构树>油松>小叶杨。紫穗槐、沙柳、爬地柏、踏郎和柠条可作为初选混交灌木树种,樟子松、杂交构树和油松作为初选混交乔木树种。(3)中低以下浓度的化感作用综合评价表明,长柄扁桃叶浸提液对两种灌木的种子萌发和幼苗生长、生理的化感综合得分表现为紫穗槐>柠条;长柄扁桃叶浸提液对4种乔木的种子萌发和幼苗生长、生理的化感综合得分表现为樟子松>油松>杂交构树。中低以下浓度的长柄扁桃叶浸提对紫穗槐和樟子松的促进作用最强。(4)中低以下浓度的沙柳、紫穗槐、爬地柏、柠条、樟子松、杂交构树和油松叶浸提液能显著促进长柄扁桃YY1盆栽幼苗生长,中高以上浓度时则为抑制效应,中等浓度时因供体品种不同而异。初选灌木叶浸提液对YY1的幼苗生长和生理的化感综合得分表现为柠条>紫穗槐>爬地柏>沙柳;初选乔木叶浸提液对YY1的幼苗生长和生理的化感综合得分表现为樟子松>杂交构树>油松。柠条、紫穗槐、爬地柏可作为复选混交灌木树种,樟子松可作为复选混交乔木树种。(5)不同受体幼苗叶片的总体生理生化指标表现为,随着供体叶浸提液浓度的增加,CAT活性和根系活力呈先升高而后降低的趋势,POD和SOD活性、可溶性蛋白和叶绿素含量呈下降趋势,而MDA、细胞膜透性和可溶性糖含量的变化趋势则相反。(6)柠条、紫穗槐、爬地柏和樟子松与长柄扁桃混交种植能显著促进长柄扁桃苗木生长,增加其生物量。4种混交模式幼林地土壤特性的综合得分表现为长×紫混交林>长×柠混交林>长×樟混交林>长×爬混交林>长柄扁桃纯林。(7)长柄扁桃适宜的供体浓度范围为0.025-0.05 g·m L-1,最佳的浓度为0.05 g·m L-1。适宜与长柄扁桃互利共生的混交树种选择的优先顺序依次为:紫穗槐、柠条、樟子松、爬地柏。并对年降水量为300-400 mm地区的长柄扁桃种植方式,提出了相应混交布设的建议。
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